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图:储能技术的应用领域
根据各种应用领域对储能功率和储能容量要求的不同,各种储能技术都有其适宜的应用领域。飞轮储能、超导储能和超级电容器储能适合于需要提供短时及需要较大的脉冲功率的场合,如应对电压暂降和瞬时停电、抑制电力系统低频振荡、提高系统稳定性等;而抽水储能、压缩空气储能和化学电池(液流电池、铅炭电池及锂离子电池技术等)储能适合于电网调峰、可再生能源集中并入等大功率、大容量的应用场合。在当前国际、国内形势下,这些储能技术将获得快速发展,与其它策略一起打通我国能源革命的“任督二脉”,构建强大的能源体系。发展储能技术不仅对我国具有重要战略意义,对于其他国家也会产生重要影响。
目前用于电网侧大规模储能仍以物理储能(抽水储能)为主,抽水储能具有规模大、寿命长、安全可靠、运行费用低的优点,建设规模一般在百兆瓦级以上,储能时长从几小时到几天,适用于电力系统的削峰填谷、紧急事故备用容量等应用。但这种储能技术需要特殊的地理条件和配套设施,建设的局限性较大。
锂离子电池具有重量轻、比能量高、自放电率低、工作范围适温宽,绿色环保等优势,已广泛应用于便携式电子设备,并作为动力电池在电动交通工具领域得到应用。近几年,又开展应用于固定储能设备的研发。但要作为规模储能设备,单电池的一致性问题、安全性问题以及高成本问题是必须要解决的。
与锂离子电池相比,另外一种化学储能方式,液流电池是适合于大规模储能(蓄电)的装置,在规模储能方面具有独特的优势:蓄电容量大,可达百兆瓦时;容量和功率相互独立,系统设计灵活;电堆易于模块组合,蓄电容量便于调节;充放电响应速度快,电池的使用寿命长,可靠性高,可深度放电;系统选址自由,受设置场地限制小;系统封闭运行;电池的大部分部件材料可循环使用建设周期短,系统运行和维护费用低;特别是具有运行安全和环境友好的优点。目前,中科院大连化物所储能技术研究部和大连融科储能技术发展有限公司研究团队,已经在储能领域取得了突出成绩,特别在液流电池领域。在十二五期间解决了全钒液流电池关键材料、高性能电堆和大规模储能系统集成等方面的关键科学和工程问题,并取得了一系列技术突破。研究团队完成了从实验室基础研究到产业化应用的发展过程,实施了包括全球最大规模的5MW/10MWh在内的30余项商业化示范工程,形成了完整的全钒液流电池储能技术的产业链,领军国内外液流电池标准的制定,引领全球液流电池技术的发展。目前,该研究团队正在承建全球最大的200MW/800MWh的电化学储能电站示范工程。
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